在多种具有升降压能力的DC-DC转换器中,四管Buck-Boost转换器有着高功率密度、高效率、低开关电压的优势,被广泛应用于汽车、工业、便携式设备等多个领域。四管Buck-Boost转换器主要面临的两个问题是效率的提升和多种模式的平滑切换,需要设计控制方式来兼顾这两点。本文详细分析了四管Buck-Boost转换器的模式平滑切换和效率提升技术,设计了基于NMOS功率开关的高功率输出的四管Buck-Boost转换器系统,并基于0.18um BCD工艺完成了驱动控制芯片的设计。为了实现高效率地平滑模式切换,本文设计的驱动控制芯片实现了四模式控制,即使用纯Buck和纯Boost模式以及两种过渡模式。使用纯Buck和纯Boost模式控制,减小了系统的开关损耗,提升整体效率;使用两种过渡模式使Buck和Boost模式之间能够平滑转换,并且可以使平均电感电流较小,避免了导通损耗的增加。系统工作在Buck模式时,使用谷值电流模控制,在Boost模式时,使用峰值电流模控制。另外控制芯片采用恒定频率脉宽(PWM)调制方式,减小EMI噪声。在控制芯片设计过程中,重点讨论了环路稳定性设计问题,对系统进行了小信号建模,计算了控制信号到输出的传递函数,并基于此设计补偿网络。另外,本文还详细介绍了控制芯片中关键模块如带隙基准电路、LDO、误差放大器、电压电流转换电路、比较器、振荡器、补偿斜坡产生电路、驱动电路和一些保护电路等的设计。论文对设计的整个转换器系统进行了仿真验证。设计的控制芯片开关频率为200kHz,可以在4~36V宽输入电压下工作,在采样电阻为10mΩ时,最大电感电流为14.3A;转换器系统在输入和输出的电压为12V,负载为3A时,效率高达98%。